Barion Pixel

VGF&HKL szaklap

Az NTC a legjobb barátunk

| |  1502 |

Az NTC a legjobb barátunk

Az NTC-k a gyakorlatban mindenki számára ismertek. használjuk, szereljük őket nap, mint nap, azonban kevésbé tudjuk, hogyan működnek, mik is valójában, és az érzékelésnek milyen buktatói lehetnek.

Minden hidraulikus rendszer, készülék rendelkezik ma már egy vagy több szabályozóval, amelyek mérik és reagálnak a hőmérsékletváltozásra. A gyakorlatban találkozhatunk hőmérsékleti alapjel-szabályozókkal, a kültéri, időjáráskövető szabályzókkal, a keverőszelep-szabályozókkal, valamint hőmérsékletkülönbség-szabályozókkal. A készülékek többsége termisztoros szenzorokat, pontosabban NTC (negatív hőmérsékleti együttható) érzékelőket használ. Ezekben a szilárdtest eszközökben a hőmérséklet növekedésével csökken az elektromos ellenállás.

Finom szerkezet

Általánosan a 10K NTC termisztor-érzékelőket használják a gyakorlatban. A 10K jelölés az érzékelő 10 000 ohmos (10 kΩ-os) ellenállását jelzi 25 °C-on. Az érzékelő hőmérséklete és elektromos ellenállása közötti kapcsolat nem lineáris. Alacsony hőmérsékleten az ellenállás változása sokkal hangsúlyosabb. A modern, digitális épületgépészeti szabályozó rendszerek könnyen átalakíthatják az érzékelő áramkör elektromos ellenállását egy számított hőmérsékleti értékre egy ismert és jól reprodukálható görbe alapján.

A legtöbb alkalmazásban használt termisztor-érzékelőben egy termisztorgyöngy és egy ólomhuzal található a burkolat alatt, amely a finom szerkezetnek kellő védelmet biztosít a fizikai behatások ellen. A gyártás során az ólomhuzalokat forrasztják a termisztor gyöngyhöz (vagy a gyöngyöt tartó apró áramköri laphoz). Ezt a szerelvényt ezután behelyezik a házba, majd olyan anyaggal ragasztják be, amely a nedvességnek tökéletesen ellenáll. Az érzékelők házai nagy vezetőképességű fémből készülnek, mint például réz, sárgaréz vagy rozsdamentes acél. A magas vezetőképesség minimalizálja a mérendő felület hőmérséklete és a termisztor gyöngyének hőmérséklet közötti különbséget. A legtöbb fűtési vagy hűtési rendszer vezérlési alkalmazásában ez a hőmérséklet-különbség csekély, és nem okoz különösebb problémát.

Miniatűr és gyöngytermisztorok

Kábelezés fontossága

A hidraulikus rendszerekben használt termisztor-érzékelő ellenállásjelét el kell vezetni a forrástól a jelfeldolgozó panelig. Az érzékelő és a vezérlő áramkör között tehát kábelt kell használni. Az érzékelő és a kábel együttesen alkotja az érzékelő áramkört, és az érzékelő áramkör ellenállása az, amit a vezérlő érzékel. Bármi, ami jelentős ellenállást ad az áramkörnek, arra készteti a vezérlőt, hogy azt „gondolja”, a szabályozónál a hőmérséklet alacsonyabb, mint a valójában. Erre a gyártásnál fokozottan figyelni kell. A tervezőknek ellenőrizniük kell a minimális vezetékméretet, amelyet a vezérlő gyártója engedélyez az érzékelő csatlakoztatásához. Éppen ezért egy szerelésnél, vagy javításnál ezeket a vezetékeket nem lehet találomra cserélgetni. A 10K-s termisztoros érzékelőkhöz például nem lehet 0,82 mm² keresztmetszetűnél kisebb vezetéket szerelni. Ennek a vezetéknek az ellenállása 20,95 ohm. Ha egy termisztor érzékelőt 75 méterre helyeztek el a vezérlőtől, akkor körülbelül 150 méter érzékelő huzalra lenne szükség, melynek teljes ellenállása körülbelül 3,2 ohm lenne. Ez növelné meg az érzékelő ellenállását.

Egy 10 kΩ-os termisztor 25 ˚C-nál a kábel csak az áramkör ellenállásának 0,03% -át képviseli. Ennek nincs jelentős hatása a hidraulikus rendszer működésére. A kisebb átmérőjű huzalok nagyobb ellenállással rendelkeznek. Például a 0,2 mm² keresztmetszetű rézhuzalok ellenállása körülbelül négyszer nagyobb, mint 0,82 mm² keresztmetszetűeké, ugyanakkor sérülékenyebbek is. Az érzékelő vezetékének és az érzékelő kábelének a kötése is jelentős ellenállást adhat az áramkörnek. Ha például az érzékelő vezetékeit szabványos kábelsaruval csatlakoztatják a kábelekhez, majd nedvesség éri, a nedvesség összegyűlhet a kebelsaruban, és korróziót okozhat a csomópontban. Idővel ez növeli az érzékelő áramkör ellenállását, és „becsapja” a vezérlőt, amely a hőmérsékletet a ténylegesnél alacsonyabbnak érzékelheti. Ez gyakori probléma volt a korai szolár rendszereknél, ahol az érzékelő vezetékét a kábelhez összekötő kábelsaru időjárási behatásoknak voltak kitéve. Ha össze kell kötnie a külső termisztor-érzékelők vezetékeit egy kábellel, meg kell tenni minden erőfeszítést annak érdekében, hogy a nedvességtől, korróziótól védett legyen a kábelsaru.

Termisztort tartalmazó tokozott érzékelők

Kerüld az interferenciát

A szenzor áramkörét erős elektromágneses mezők is befolyásolhatják. Az ilyen mezők olyan áramokat indukálhatnak az érzékelőkben, amelyek elkerülhetetlenül tönkretehetik a vezérlő elektronikát. Az ilyen interferencia esélyeinek csökkentése érdekében soha ne vezessük az érzékelő kábelét a váltakozó áramú vezeték mellett vagy ugyanazon vezetékben. Ha az érzékelőket olyan készülékek közelében kell elhelyezni, mint például nagy motorok, előtétek vagy nagyméretű transzformátorok, használjunk csavart érpárú kábeleket vagy még jobb árnyékolt kábelt. Ez utóbbi fém fóliaréteggel rendelkezik a külső szigetelés és a belső vezetők között. Ennek a fémfóliának csak az egyik végét szabad elektromos földre rögzíteni. A fólia másik végét elektromosan el kell szigetelni, és semmihez sem kell rögzíteni.

Könnyen rögzíthető érzékelők

A legtöbb újgenerációs digitális hőmérséklet-szabályozó kiváló pontossággal és megbízhatósággal rendelkezik. Ezek a vezérlők azonban csak azokra az információkra reagálhatnak, amelyeket az érzékelőiktől kapnak. Ha az érzékelőket nem megfelelően szerelték fel, akkor a szabályozó által észlelt hőmérséklet nagyon eltérhet az érzékelő által érzékelni kívánt hőmérséklettől.

Illesztőelektronikát is tartalmazó, tokozott érzékelő